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热失控是影响动力电池安全的最大诱因

  次浏览  全国能源信息平台  2020/02/06

新能源汽车起火原因虽不尽相同,但材料不过关、系统存在缺陷、机械碰撞挤压、电池未到车规级要求、过度使用等都是诱发动力电池热失控的风险因素。

数据显示,2019年,我国新能源汽车产销分别完成124.2万辆和120.6万辆,同比分别下降2.3%和4.0%,虽同比均出现下降,但整体发展态势仍相对平稳。随着新能源汽车保有量的不断增加,关于新能源汽车安全的问题也逐渐被社会广泛关注。2019年,我国发生多起新能源汽车自燃事故,几乎每一起事故的发生都会将动力电池安全问题推到舆论的风口浪尖。

在日前举办的中国电动汽车百人会论坛(2020)上,蜂巢能源科技有限公司总裁杨红新表示,“动力电池目前还是影响整车安全问题最主要的因素,在解决电动汽车安全问题方面,应从整车、系统、电芯等多层面去寻求解决方案,这其中电芯环节无疑是最重要的,因为它是热失控的来源”。他认为,电池应用场景的转换会带来一系列变化,而这也是动力电池安全问题频发的一个原因,目前“我们还没有准备好迎接这个变化”。锂电池在整车应用后,对使用场景提出了新的要求,比如使用时间更长,使用环境更加恶劣、多变,低温、高温、雨雪、颠簸路面等复杂工况已是常态。同时,如果无法保证电池的一致性,也将会大大影响到整车的安全性和可靠性。杨红新直言,动力电池的热失控问题与生产制造环节有着直接的关系,很多动力电池火灾事故是由制造缺陷引发的,“动力电池企业对于原材料的管控、供应商体系的管理等多个环节,是否达到了车规级的要求?”,毕竟传统锂电池与车用动力电池在各方面的标准和要求都存在巨大差异。因此,他认为,车规级制造也是提升动力电池安全性的必由之路,中国乃至全世界的动力电池制造体系都必须要朝这个方向进行转变。

中国汽车技术研究中心有限公司动力电池首席专家、检测认证事业部副总工程师王芳表示,2011-2019年事故调研数据显示,“热失控扩散导致动力电池出现安全问题的比例占50%以上,另外两个对动力电池安全影响较大的问题分别是充电和机械破坏”。在她看来,动力电池热失控的诱因有很多,比如材料、电芯、系统以及实际使用环节等都有可能诱发。王芳指出,过去一些“纯补贴类产品”,为追求高能量密度的要求,在生产制造方面考虑得都相对欠缺,材料层面如正负极材料或者隔膜可能存在缺陷;电芯层面有异物或者内短路等问题;系统集成层面焊接的工艺、线束的排布方式等不按标准都会为动力电池带来极大的安全隐患。而在实际使用过程中,动力电池的过度使用(频繁的快充或者超低温充电)和锂枝晶的生长、隔膜的腐蚀等带来的问题,也会对动力电池的安全性能造成很多消极影响。

大众汽车(中国)投资有限公司亚洲创新中心技术负责人顾功尧指出,“我们现在强调电动车安全的时候,碰撞导致的动力电池热失控到热扩散最终引起起火爆炸,是影响整车安全的一个重要因素”。他表示,尽管说充放电过程中也会导致动力电池热失控,但是碰撞、机械挤压仍是造成热失控的一个重要原因。在他看来,电池和整车的碰撞安全背后的逻辑是相通的,当无法避免的碰撞发生时,电池就一定会发生某种程度的变形,虽不会直接导致其起火爆炸,但随着作用力的不断上升,内部的电芯结构就会被破坏,随之出现内短路等情况。“我们既要保证动力电池的碰撞安全,又要保证它的轻量化”,顾功尧认为,应该在基本矛盾中寻求一个平衡点,最终实现电芯、电池包、整车的安全设计。

新能源汽车若想替代传统燃油车,必须要迈过动力电池安全这道坎。在由动力电池引发的新能源汽车事故面前,便只有生与死两种抉择,而在事故发生时,脆弱的生命又能承受多少无奈?新能源汽车起火原因虽不尽相同,但如上述嘉宾所说的材料不过关、系统存在缺陷、机械碰撞挤压、电池未到车规级要求、过度使用等都是诱发动力电池热失控的风险因素。而未来动力电池的开发设计还应坚持以保证整车安全为基础,严格把控产品品质;同样,车企也应继续提升整车结构、电动底盘、高电压系统等整车安全设计水平,严格出厂检测。电池中国网也和广大消费者一样,希望有一天,动力电池不再是影响整车安全的一项重要因素。

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